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Vorrichtung zur Signalgewinnung in Erkennungseinrichtungen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Signalgewinnung in Erkennungseinrichtungen bei Berührung
von bewegten Objekten mit Spalte0 Die Objekte sind als Phasen- oder Amplitudenstruktur
auf Materialien aufgezeichnet und werden auf die Ebene der Spalte abgebildet unm
an ihnen vorbeigeführt. Fotodetektoren mit nachgeschalteter Elektronik verarbeiten
die optischen Signale.
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In bekannten Vorrichtungen zur Signalgewinnung in optischen Erkennungseinrichtungen
werden die bewegten, zu erkennenden Objekte auf eine Fotodetektorzeile abgebildet.
Um die-Signalgewinnung unabhängig von der Objektlage in Spaltenrichtung durch£Whren
zu können, ist vor der Fotodetektorzeile oin langer schmaler Spalt angeordnet. Die
Länge des Spalts wird von der Objektgröße und der in Spaltenrichtung möglichen Verschiebung
der Objekte bestimmt. Die Breite der Spalte hängt von der geforderten Genauigkeit
der Signalgewinnung ab und ist im allgemeinen klein gegenüber der Höhe. Ein Signal
wird dann von der Fotodetektorzeile abgegeben, wenn ein Teil des Objektes im Spalt
erscheint.
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Ein Nachteil besteht darin, daß bei Anordnung der Fotodetektorzeile
ein hohes Eigenrauschen die Signale winnung beeinflußt. Des weiteren erzeugt die
unterschiedliche Transparenz der Vorlagen einen variablen Rauschpegel, der sich
zum Eigenrauschen der Fotodetektoren addiert. Da die Fläche des Objekttells., das
den Spalt
beruhrt und darüber hinwegbewegt wird, im allgemeinen
klein gegenüber dem Spalt ist, liegt das Signal nur wenig über dem Rauschpegel bzw.
wird erst dann gewonnen, wenn das Objekt (Buchstabe, Zahl u.aO) schon wesentlich
über den Spalt hinwegbewegt worden ist. Diese Wegdifferenz zwischen dem Beruhrungsort
des bewegten Objektbildes mit dem Spalt und dem Bewegungsort des Objektbildes im
Spalt, bei dem die Signalgewinnung erfolgt, ist durch die unterschiedliche Form
der Objekte unterschiedlich lang, so daß z. B. für gleichabständige Buchstaben und
andere Zeichen das Signal nicht in den gleichen Zeitintervallen ausgelöst wird,
sondern diese Zeitintervalle verschiedene Werte aufweisen.
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Ein weiterer Nachteil besieht darin, daß Phasenobjekte nicht verarbeitet
werden einen.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Wegdifferenz zwischen dem
Berührungsort des bewegten Objektbildes mit einem bzw. mehreren Spalte und dem Bewegungsort
des Objektbildes, bei dem die Signalgewinnung erfolgt, zu verringern.
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Der »r nd-M.g liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Signalgewinnung
in Erkennungseinrichtungen anzugeben, die mit Hilfe optischer Abbildungsprinzipien
Objekte, die als Phasen- oder Amplitudenstruktur ausgebildet sind, in einem elektronischen
Signalsystem verarbeitet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Anwendung
der Fouriertransformation der in der Abbildungsebene der bewegten, zu erkennenden
Objekte befindlichen Spalte die den Fouriertransformierten zugeordneten Fotodetektoren
mit Anordnungen zur selbsttätigen Schwellwertermittlung verbunden sind, die eine
Schaltung zur Trennung des Signals der Fouriertransformierten der objektfreien Spalte
von dem Signal der Fouriertransformierten der objektbehafteten Spalte besitzen.
Außerdem enthält die Anordnung zur selbsttätigen Schwellwertermittlung einen Speicher
mit einer Bewertungsschaltung zur Gestaltung eines konstanten Abstandes des Schwellwertsignals
zum Signal der Fouriertransformierten der objektfreien Spaltet Die hinderung der
Intensität im Zentrum der Fouriertransformierten ist sowohl bei Amplituden- als
auch bei Phasenobjekten proportional zur Fläche des Objekts im Spalte Sie ist unabhängig
von Form und Lage des Objektteils, der momentan auf einen Spalt abgebildet wird.
Die Intensität wird mit einem Fotodetektor gemessen und über eine Verstärkerschaltung
in eine Spannung-umgesetzt. Aus der Spannungsänderung wird über eine monostabila
Kippschaltung ein Signal abgeleitet. Die Größe der erforderlichen Spannungsänderung
wird durch einen Schwellwert festgelegt, der einen bestimmten Betrag über bzw. unter
dem Normalwert des Signals der Fouriertransformierten des objektfreien Spalts unter
Berücksichtigung der Schwärzungsschwan kungen des Objektumfeldes liegt. Im allgemeinen
ist die Fläche des Objektteils, das momentan auf dem Spalt abgebildet wird, nicht
proportional zur Verschiebung der Objektbildkante gegenüber dem Spalt. Das liegt
an der unterschiedlichen Breite der Objektbildteile im Spalt.
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Das Signal wird folglich für unterschiedliche Objektbildlagen erreicht
sein. Damit die Dauer der Gewinnung des Signals vom Zeitpunkt der Berührung des
Spaltes an bezüglich aller zu erkennender Objekte zueinander gering bleibt, ist
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine hohe Geschwindigkeit und ein niedriger
Schwellwert realisiert. Es wird erreicht, daß die Wegdifferenz zwischen dem Berührungsort
des bewegten Objektbildes mit dem jeweiligen Spalt und dem Ort der Signalgewinnung
minimalisiert wird0 Erfindungsgemäß ist bei Terwendung zweier Spalte hinter den
Spalte ein Prisma angeordnet, das die Fouriertransformierten der beiden Spalte trennt.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß erstens durch die Anwendung
der Fouriertransformation nur ein Fotodetektor pro Spalt Verwendung findet-, so
daß das störende Rauschen der Fotodetektorenzeile entfällt, daß zweitens der Zeitfehler
zwischen der zentralen Positionierung des Objektes in der Erkennungsstrecke und
dem Signal zur Erkennung minimalisiert wird und daß drittens durch den Speicher
mit angeschlossener Bewertungseinrichtung ein kontinuierliches selbsttätiges Verändern
der Speicherwerte infolge der Existenz der unterschiedlichen Vorlagentransparenz
möglich ist, um den festgelegten, konstanten Abstand des Schwellwertsignals zum
Signal der Fouriertransformierten der obåektfreien Spalte beizubehalten.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: Vorrichtung
zur Signalgewinnung Fig. 2: Teil der Vorrichtung zur Signalgewinriung mit zwei parallelen
Spalte Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zur Signalgewinnung in Erkennungseinrichtungen.
Das Objekt 1 wird durch die Optik 2 in die Ebene der Spalte 3, 4 und 5 abgebildet.
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Die Spalte können in unterschiedlicher Richtung zur Bewegung der Objekte
angeordnet sein, je nachdem, welches Ergebnis erzielt werden soll. Vom Spalt 4 zum
Beispiel wird mit der Optik 6 die Fouriertransformierte in der Brennebene 7 der
Optik 6 erzeugt. Mit dem Fotodetektor 8 wird die Intensität im Zentrum der FouSErtransformierten
gemessen. Zur Signalgewinnung trägt der Teil des Objektbildes 9 bei, der sich im
Spalt 4 befindet, d. h., mit dieser Vorrichtung wird immer dann ein Signal gewonnen,
wenn das Objektbild 9 die Kante des Spalts 4 überstreicht. Dieses gewonnene Signal
wird beispielsweise für die Erzeugung des Taktsignals benötigt, da das Objekt 1
nur dann erkannt werden kann, wenn es eine bestimmte zentrale Position in der Erkennungsstrecke
einnimmt. Deshalb wird eine Zeile von Objekten, die senkrecht zur Zeile bereits
positioniert ist, in Zeilenrichtung bewegt und immer dann, wenn ein Objektbild 9
den Spalt 4 erreicht, über das gewonnene, abgegebene Signal die Elektronik der Erkennungsstrecke
aktiviert. Das Signal des Fotodetektors 8 wird im Verstärker 10 hoch verstärkt.
Das Verstärkersignal 11 gelangt zum invertierenden Eingang des Komparators 12. Das
Verstärkersignal 11 wird verzweigtund in der Schaltung 13 wird das Signal der Fouriertransformierten
des objektfreien Spalts 4, das zugleich das Signal der Fouriertransformierten des
Objektbildumfeldes ist, vom Signal
der Fouriertransformierten des
objektbehafteten Spalts 4 getrennt und im Speicher 14 gespeichert. Das gespeicherte
Signal steuert die Bewertungsschaltung 15. Es wird das Schwellwertsignal 16 gebildet,
das zum nichtinvertierenden Eingang des Komperators 12 geführt wird. über schreitet
das Verstärkersignal 11 durch Berührung und Vorbeibewegung eines Teils des Objektbildes
9 am Spalt 4 das Schwellwertsignal 16, so kippt das Ausgangssignal 17 des Komparators
12 in eine andere Lage. Diese Kippung bewirkt eine Erregung des Monoflops 18. Auf
der Ausgangsleitung wird das Taktsignal 19 abgegeben.
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Fig. 2 stellt einen Teil der Vorrichtung zur Signalgewinnung mit zwei
parallel zur Bewegung des Objektbildes angeordneten Spalte dar. Mit dieser Anordnung
der Spalte 3 und 5 wird das Objekt 1 genau zwischen beide Spalte 3 und 5 positioniert.
Die Fouriertransformation der beiden Spalte 3 und 5 erfolgt in diesem Falle getrennt.
Für die beiden Strahlenbündel 20 und 21 nach dem Doppelspalt werden deren Richtungen
mit dem Prisma 22 gegenläufig geändert. Die Optik 6 erzeugt zwei Fouriertransformierte
auf den Fotodetektoren 23 und 24.
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Mittels der gewonnenen Signale wird der Transport der Vorlage senkrecht
zu den Doppelspaltkanten gesteuert.